L'univers entier était entassé en un point infiniment petit, puis ça a explosé, et toute la masse qui composait l'univers fut envoyée dans l'espace.

Un astrophysicien vous dirait que tout dans cette affirmation est faux.

"Ce n'est pas du tout comme ça qu'on devrait penser au Big Bang, " dit Torsten Bringmann.

Bringmann est professeur et travaille avec la cosmologie et la physique des astroparticules à l'Université d'Oslo (UiO).

Sont Raklev, professeur de physique théorique à l'UiO, a remarqué que de nombreuses descriptions donnent une image trompeuse de ce que dit réellement la théorie du Big Bang.

Raklev et Bringmann nous expliquent les malentendus les plus courants.

Chaud et dense

Tout d'abord, que signifie vraiment « Big Bang » ?

"La théorie du Big Bang est qu'il y a environ 14 milliards d'années, l'univers était dans un état beaucoup plus chaud et beaucoup plus dense, et qu'il s'agrandit. C'est ça, ce n'est pas beaucoup plus que ça, " dit Raklev.

Depuis lors, l'espace n'a cessé de s'étendre et est devenu plus froid.

Sur la base de la théorie, les scientifiques ont acquis une vision plus claire de l'histoire de l'univers, comme lorsque les particules élémentaires se sont formées et lorsque les atomes, des étoiles et des galaxies se sont formées.

Ils ont une bonne idée de ce qui s'est passé lorsque l'univers avait environ 10^-32 secondes. C'est 0,0000000000000000000000000000000000001 secondes, selon un article écrit par l'astrophysicien Jostein Riiser Kristiansen.

Passons maintenant aux mythes.

1. "C'était une explosion."

La phrase Big Bang elle-même donne l'impression que c'était une explosion, dit Are Raklev. Mais ce n'est pas vraiment une description précise. Vous découvrirez pourquoi bientôt.

Au début des années 1920, Le mathématicien Alexander Friedmann a découvert que la théorie de la relativité générale d'Einstein prévoit un univers en expansion. Le prêtre belge Georges Lemaître est arrivé à la même conclusion.

Peu de temps après, Edwin Hubble a montré que les galaxies s'écartent réellement.

Les galaxies s'éloignent de nous. La lumière d'eux est décalée vers le rouge, ce qui signifie que les ondes sont devenues plus longues et se sont déplacées vers l'extrémité rouge du spectre lumineux. Non seulement que, les galaxies disparaissent de nous de plus en plus vite.

Un jour, presque toutes les galaxies que nous pouvons actuellement observer dans les télescopes seront hors de vue. Finalement, les étoiles s'éteindront et les observateurs regarderont dans un ciel éternellement sombre et solitaire.

Heureusement, c'est très loin.

On peut aussi jouer l'histoire à l'envers. Les galaxies s'éloignent et elles se sont rapprochées auparavant.

"Si vous prenez tout l'univers observable et que vous revenez en arrière, tout rentre dans un très, très petite superficie, " dit Raklev.

Ensuite, nous arrivons au moment du Big Bang. Que s'est-il passé?

Il est facile de penser que le Big Bang était une explosion, dans lequel des substances ont été jetées, comme des morceaux de bois qui s'envolent après l'explosion d'une grenade à main.

"Mais quand il s'agit du Big Bang, ce n'est pas la substance qui voyage, " dit Raklev.

"L'univers lui-même s'étend, l'espace lui-même s'élargit."

Une explosion où la masse explose dans toutes les directions n'est pas une image précise du Big Bang.

2. "L'univers s'étend en quelque chose."

Ce ne sont donc pas les galaxies qui s'éloignent, mais l'espace qui s'agrandit.

On peut l'imaginer comme une boule de pâte aux raisins secs. La pâte représente l'espace et les raisins secs sont les galaxies. Mettre la pâte à lever, et les raisins secs finiront plus éloignés, sans avoir réellement déménagé.

Bringmann prend comme exemple la surface d'un ballon. Dessinez des points sur le ballon non gonflé et voyez comment la distance entre les points augmente à mesure qu'il se gonfle.

"À la fois, il est vrai que les galaxies se déplacent également en raison de l'attraction gravitationnelle mutuelle - c'est un effet supplémentaire, " dit Raklev.

Quelques galaxies se déplacent vers le bleu, ce qui signifie qu'ils se dirigent vers nous. Cela s'applique à certaines galaxies proches. Mais sur de grandes distances, cet effet est éclipsé par la loi de Hubble-Lemaître, qui indique à quelle vitesse les galaxies s'éloignent proportionnellement à la distance. En réalité, la distance augmente plus vite que la lumière entre des points extrêmement éloignés.

Une boule de pâte dans le four se dilate dans l'espace existant à l'intérieur du four. Et l'univers ? Qu'est-ce qu'il y a dehors ?

L'univers ne s'étend en rien. Les scientifiques ne croient pas que l'univers ait un avantage.

Ce que nous appelons l'univers observable est une bulle qui nous entoure et mesure 93 milliards d'années-lumière de diamètre. Le quelque chose de plus éloigné est que nous regardons, le plus loin dans le temps que nous voyons. Nous ne pouvons rien observer ou mesurer plus loin que la distance que la lumière a réussi à parcourir vers nous depuis le Big Bang.

Depuis que l'univers est en expansion, l'univers observable est contre-intuitivement plus grand que 14 milliards d'années-lumière.

Mais les scientifiques calculent que l'univers en dehors de notre bulle est beaucoup, bien plus grand que ça, peut-être infini.

L'univers peut être « plat, " il apparaît. Cela voudrait dire que deux rayons lumineux resteraient parallèles et ne se rencontreraient jamais. Si vous essayiez de voyager jusqu'au bout de l'univers, vous ne l'atteindrez jamais. L'univers continue à l'infini.

Si l'univers a une courbure positive, il pourrait en théorie être fini. Mais alors ce serait comme une sorte de sphère étrange. Si vous voyagiez jusqu'à la "fin", vous vous retrouveriez au même endroit où vous avez commencé, peu importe la direction que vous avez prise. C'est un peu comme pouvoir faire le tour du monde et revenir là où on a commencé.

Dans tous les cas, l'univers peut s'étendre sans avoir à s'étendre en quoi que ce soit.

Un univers infini qui s'agrandit est toujours infini. Un « univers sphérique » n'a pas d'avantage.

3. "Le Big Bang avait un centre."

Si nous imaginons le Big Bang comme une explosion, il est facile de penser qu'il a explosé vers l'extérieur, d'un centre. C'est ainsi que fonctionnent les explosions.

Mais ce n'était pas le cas avec le Big Bang. Presque toutes les galaxies s'éloignent de nous, dans tous les sens. Il semble que la Terre était le centre du début de l'univers. Mais ce n'était pas le cas.

Tous les autres observateurs verraient la même chose depuis leur galaxie d'origine, Bringmann explique.

L'univers s'étend partout en même temps. Le Big Bang n'a eu lieu dans aucun endroit en particulier.

"C'est arrivé partout, " dit Raklev.

4. "L'univers entier était rassemblé en un tout petit point."

Il est vrai que l'ensemble de notre univers observable était rassemblé incroyablement étroitement dans très peu d'espace au début du Big Bang.

Mais comment l'univers peut-il être infini, et en même temps ont été si petits?

Vous pourriez lire que l'univers était d'abord plus petit qu'un atome, puis de la taille d'un ballon de football. Mais cette analogie insinue que l'espace avait des limites au début, et un bord.

"Rien ne dit que l'univers n'était pas déjà infini au Big Bang, " dit Raklev.

"C'était juste plus petit dans le sens que ce qui était alors un mètre, s'est maintenant étendu sur d'énormes distances de plusieurs milliards d'années-lumière."

Quand vous parlez de la taille de l'univers à certains moments, il fait référence à notre univers observable.

"Tout l'univers observable provient d'une toute petite zone que vous pouvez appeler un point. Mais le point à côté s'est également étendu, et le point suivant aussi. C'est juste qu'il est si loin de nous qu'on ne peut pas l'observer, " dit Raklev.

5. "L'univers était infiniment petit, chaud et dense."

Peut-être avez-vous entendu dire que l'univers a commencé comme une singularité. Ou qu'il était infiniment petit, chaud et ainsi de suite. C'est peut-être vrai, mais beaucoup de physiciens ne pensent pas que ce soit une compréhension correcte.

Les singularités sont une expression des mathématiques qui se décompose et ne peut être décrite avec la physique ordinaire, selon le cosmologiste Steen H. Hansen.

Bringmann résume ce que tout cela signifie lorsqu'il s'agit du Big Bang.

« L'univers d'aujourd'hui est un peu plus grand qu'il ne l'était hier. Et il est même encore un peu plus grand qu'il y a un million d'années. La théorie du Big Bang consiste à extrapoler cela dans le temps. Ensuite, vous avez besoin d'une théorie pour cela :et c'est le théorie générale de la relativité."

"Si j'extrapole tout le chemin en arrière, l'univers devient de plus en plus petit, il devient de plus en plus dense, et de plus en plus chaud. Enfin, vous arrivez à un point où c'est vraiment petit, vraiment chaud et dense. C'est en fait la théorie du Big Bang :que l'univers a commencé dans un tel état. C'est là qu'il faut vraiment s'arrêter, " dit Bringmann.

Si vous reprenez la théorie de la relativité générale en arrière, vous atteignez un point de densité et de chaleur infiniment élevées, où la taille est nulle.

"C'est de la pure extrapolation mathématique au-delà de ce que la théorie permet réellement, " dit Bringmann.

"Vous arrivez alors à un point où la densité d'énergie et les températures sont si élevées que nous n'avons plus de théories physiques pour les décrire."

Il dit que les physiciens ont besoin d'une théorie différente. Et il y a des gens qui font des recherches exactement cela.

« De quoi avons-nous besoin pour décrire une condition aussi extrême ? C'est là que nous entrons dans un domaine où vous avez besoin d'une théorie qui combine la gravité et la théorie quantique. Personne n'a encore été capable de la formuler. L'attente est précisément qu'une gravité quantique la théorie ne mènerait pas à la conclusion que tout remonte à un point, " dit Bringmann.

Alors que s'est-il passé à ce moment-là, le point le plus ancien de l'histoire de l'univers, nous est encore caché, du moins jusqu'à présent.